MAU+FFU+DCC洁净空调系统简介
在半导体制造中，晶圆厂的洁净室空调系统承担着至关重要的角色，需要确保生产环境的洁净度、稳定性和可靠性。近年来，MAU+FFU+DCC系统，即组合式新风机组(MAU)、风机过滤器单元(FFU)与干盘管(DCC)空调系统，因其出色的性能、节能效果、应用灵活性和空间利用率，逐渐成为晶圆厂洁净室空调系统的主流选择。
MAU作为系统的核心，主要负责引入并过滤室外新鲜空气，同时控制洁净室的温湿度，维持室内正压，确保送入洁净室的空气满足洁净度和温湿度要求。FFU是安装在洁净室内的空气过滤单元，通过高效过滤器不断循环过滤空气，有效去除空气中的微粒和微生物，保证洁净室的空气洁净度。DCC是一种高效的冷却设备，负责去除室内的显热负荷，保证室内温度稳定。通过精确的温度控制，DCC确保洁净室内的环境条件满足生产工艺的严格要求。
背景项目FAB生产厂房采用典型的四层结构(见图1)，这种结构优化了气流组织和空气处理效率，从下到上依次为动力支持区、洁净区下技术夹层、生产洁净区和上技术夹层(TRUSS层)。洁净生产区产生的微尘、粒子、有机污染物等回风随气流通过机台区域下方高架蜂窝地板和贯穿楼层板的华夫筒进入下夹层，后经过厂房两侧的DCC通过回风夹道，与经过MAU过滤、温湿度处理等送达Truss层静压箱的室外空气混合，通过FFU循环过滤后以垂直层流方式进入洁净室，这种设计确保了空气流动的均匀性和稳定性，从而提供了稳定的生产环境。
为了满足不同生产工艺的需求，项目对洁净室进行了细致的洁净级别划分。从万级到百级，甚至最高的一级，每个区域都有严格的温湿度要求和允许偏差范围。为了满足生产工艺要求最关键和最重要的部位，项目将最高洁净级别的区域，如ISO 1-5级，规划在生产工艺要求最关键和重要的部位，采用垂直单向流的气流组织。而对于其他区域，如ISO 6-8级，则采用大面积的非单向流设计。这种混合流无尘室的设计方案不仅优化了投资成本，还确保了生产环境的稳定性和可靠性。
MAU 组合式新风机组功能介绍及注意事项
MAU是提供全新风的组合式空调机组，安装于屋面新风空调机房内。典型的MAU 机组功能段(见图2)主要包括进风段、初效过滤段、中效过滤段、预热盘管段、预冷盘管段、水洗加湿段、再冷盘管段、再热盘管段、风机段、均流段、化学过滤段、高效过滤段、出风段。其主要功能包括：
1)维持正压和补充新风：具有保证无尘室的正压的功能，弥补制程排气所需要相应的新风，防止外部未经净化处理的空气进入。MAU机组的新风量考虑应按照洁净室的制程排气等排风风量与维持洁净室正压的渗漏风量的和值。
2)温湿度控制：由于无尘室需要维持严格的相对湿度，在夏季时MAU机组必须具备充分的降温以及除湿能力，反之，在冬季时，由于室外新风的干燥原因，需要额外考虑适当的新风加湿处理。
3)过滤和空气净化：通常情况下MAU机组需要设置外置无纺布、初效、中效以及高效过滤器，保持FFU配套的超高效过滤器安全和有效使用寿命。
4)有害气体处理：新风机组需要处理室外新风中的有害气体及成份，因此MAU机组内部的功能段设置需要考虑水洗喷淋功能段，以应对氮、硫等有害工艺的元素。同时为了处理室外新风中的有害分子，通常MAU机组的功能考虑应考虑化学过滤器。
5)防冻措施：在部分地区，尤其室外空气温度最低达到零下十几度甚至几十度的地区，MAU机组需要功能段增加预热盘管的措施，防止发生盘管冻裂的情况，造成停产维修等情况。
在对MAU组合式空调机组进行选型设计时，除充分考虑满足以上基本功能外，根据笔者在项目中与运营方结合工厂实际运营经验讨论总结后，还应着重对以下因素进在行充分考量。
功能段复核：需要对MAU机组的功能段进行深化复核，尤其是冷量热量风量，确保MAU机组的设备不存在负偏离的情况，否则在极端天气，因冷热量设计无余量，极端天气无法处理对应复核,极易造成车间内的温湿度失控。
电动风阀设计：MAU机组分配至各功能房间的支管上应设计并安装电动风阀，保证压差变化时，电动阀能及时调整开度。
过滤器兼容性：化学过滤器或高效过滤器一般有2种V型样式，一种为V型箱式，一种为V型单法兰；2种型式对于MAU预留的框架结构完全不同，V型箱式需要框架整体覆盖过滤器，一般过滤器框架厚度比过滤器的厚度略大50mm，在360mm左右，V型单法兰为过滤器凸出框架结构，框架厚度一般为60mm；如果MAU 和化学过滤器分开发包采购，需要尤其注意化学过滤器的箱体型式，避免发生化学过滤器和框架无法匹配的问题。
FFU是模块化的洁净设备,常见的模数规格包括1200×600mm、1200×1200mm、600×600mm等。配合专用的FFU配套龙骨系统、干盘管、洁净灯具(盲板灯、泪滴灯或龙骨灯)以及FFU盲板等，共同构成了完整的FFU系统。相较于传统方式，FFU系统具有更高的灵活性和可调整性。
由于综合天花与隔墙可自由拆卸移位，可以很方便对整体布局进行调整，还可以通过调配FFU的数量、平面布置、过滤器的等级调整,来实现局部区域的净化等级的调整。可以更加匹配半导体行业日新月异的工艺升级。
传统的净化空调系统主要以净化空调、送回风管及末端高效组成。1英寸晶圆厂厂房面积较大，如采用传统方案，送回风管路过长，风机压力一般偏高，会造成运行能耗较高。采用FFU系统除了新风系统外，回风系统均通过FFU的自循环来实现，可以有效降低风管延程阻力消耗，FFU风机功率均很小，可以有效降低运行能耗。目前FFU综合效率甚至已经达到50%以上。采用FFU系统比传统净化系统可以节能30%以上。同时与传统净化系统相比，因无大型回风风管，可以有效节约空间，避免与其他空调水管、制程排气管、工艺管道、电缆桥架等造成空间碰撞及干扰，降低了整体的施工难度。房间布置更加整洁，综合天花中涉及的风口、灯具、消防喷淋、烟感、广播、去离子系统等可以进行更合理的布局。
风速均匀恒定，可以保持理想的洁净度效果，同时因为静压箱为负压空间，FFU上部顶棚为负压，可起负压密封的作用。顶棚内呈负压，洁净室内空气压力大于顶棚内的空间。如果FFU与支架密封处有缝隙，则由于顶棚内为负压使得未经高效过滤器的空气不能进入室内，对保证洁净室的洁净度有益。从原理上消除了安装泄露的问题，同时FFU系统可以更好的满足工艺要求。
结语
在保障半导体厂房核心区域温湿度的过程中，除了之前提及的关键因素外，还必须深入考虑机台散热、潜在的产湿、以及机台的排气量等具体细节。鉴于在项目前期调试时，机台尚未达到满产状态，因此，我们必须全面预见到满产情况下可能面临的挑战，从而避免前期看似无问题，后续却出现意外的情形。随着电子工业的迅猛发展，为其服务的无尘室系统必须具备高度的适应性和灵活性，确保能够紧密配合工艺的不断升级与改进。这些系统的配置不仅要满足工艺对温度、湿度、洁净度、风速、压力、噪声、照度等各方面的要求，还需确保防静电、微振等受控指标的稳定可靠。在设计无尘室系统时，我们必须充分理解其建造特点，以确保所有生产工艺的目标得以达成。
控制系统选型：MAU机组控制系统的电动阀、传感器的型号，尽可能选择信号灵敏，精度较高，反馈及时的型号，否则容易造成自控电脑端显示与实测偏离的情况。
